模糊综合评价法优化滁菊饮料配方

戴缘缘，吴学凤，余振宇，孟 飞，肖陆飞



模糊综合评价法优化滁菊饮料配方

戴缘缘1，吴学凤2，余振宇2，孟 飞1，肖陆飞1

（1．滁州职业技术学院，安徽 滁州 239000； 2．合肥工业大学 安徽省农产品精深加工重点实验室，安徽 合肥 230009）

以模糊综合评价法衡量滁菊饮料的感官品质，通过单因素和正交试验，获得滁菊饮料最佳配方为：滁菊浸提液添加量55%，柚子汁添加量4%，蜂蜜添加量11 g/100 mL，抗坏血酸添加量0.04 g/100 mL。研究结果有利于丰富滁菊饮品的种类，也可为滁菊饮料的开发提供一定参考。

滁菊饮料； 柚子汁； 模糊综合评价

0．引言

滁菊主要种植在滁州市南谯区，是中国地理标志产品[1]。滁菊富含挥发油[2]、多糖[3-4]、绿原酸[5-6]、氨基酸[7]等功效成分，相比其他菊花，其总黄酮含量和硒含量较高[8-10]。可药茶两用[11]，具有抗氧化[12-14]、镇痛抗炎[15]、抗疲劳[16]等保健功能。柚子口味酸甜，略带苦味，含有类胰岛素、蛋白质、维生素及微量元素等营养成分[17]，具有健脾胃、助消化、降胆固醇、抗癌等功效[18]。目前，滁菊深加工产品类型单一，未能充分开发利用。同时，兼具滁菊保健功能和柚子汁营养价值的水果花卉复合饮料鲜少报道。

模糊综合评价法利用模糊数学知识，将模糊的因素数学化、定量化，从而获得较为科学、客观的评价结果，该法广泛应用在肉制品、焙烤制品、饮料等食品的感官评价中[19-21]。

本研究以滁菊浸提液、柚子汁为主要原料，研制一种口味独特的保健饮料，为滁菊产业的发展和滁菊品牌的推广提供基础资料。

1．材料与方法

1．1．材料

滁菊：安徽菊泰滁菊草本科技有限公司；柚子：苏果超市；蜂蜜：江西意蜂实业有限公司；抗坏血酸：四川依科制药有限公司。

1．2．仪器

WBL521H型榨汁机，美的股份有限公司；AR140/C型电子天平，奥豪斯（上海）有限公司；HH-2型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司。

1．3．方法

1．3．1滁菊饮料制备工艺

（1）滁菊浸提液：将滁菊与矿泉水按质量比1:150进行混合，在95 ℃浸泡20 min，获得滁菊浸提液，用200目纱布过滤，备用。

（2）柚子汁：将柚子去皮、去囊衣、去籽后，榨汁，获得柚子汁，用200目纱布过滤后备用。

（3）调配：以滁菊浸提液、柚子汁、抗坏血酸和蜂蜜为原料，调配出风味别具一格的滁菊饮料。

（4）装罐、杀菌、冷却：将滁菊饮料装入玻璃容器中，密封后，于75 ℃处理30 min，快速冷却后获得滁菊饮料成品。

1．3．2 模糊综合评价法

滁菊饮料模糊综合评价的建模过程如下：

（1）因素集、评语集及权重集

参考菊花饮料感官评价相关文献[22-24]，选取能够较全面地反映滁菊饮料感官品质的色泽、滋味、气味、体态4个指标构成因素集U，选取好、较好、一般、差4个等级构成评语集V，并制定滁菊饮料感官评价标准（表1）。

表1 滁菊饮料感官评价标准

Tab.1 sensory evaluation standard of Chuzhou chrysanthemum beverage

参考菊花饮料模糊感官评价相关文献[25-26]，同时结合预试验，规定色泽、滋味、气味、体态的权重分别为0.15、0.35、0.20、0.30，并构成模糊综合评价的权重集X。

（2）评判

10位食品专业的教师和学生对滁菊饮料的评判结果构成模糊矩阵R，与权重集以合适的模糊合成算子合成模糊综合评价结果向量Y，采用秩加权平均原则获得评价结果Z值，用以评判滁菊饮料的等级。

1．3．3 滁菊饮料配方单因素试验

（1）滁菊浸提液添加量的确定

在柚子汁添加量3%，抗坏血酸添加量0.02 g/100 mL，蜂蜜添加量8 g/100 mL的条件下，以模糊综合评价得分为指标，考察不同滁菊浸提液添加量（30%、40%、50%、60%、70%）对滁菊饮料感官品质的影响。

（2）柚子汁添加量的确定

滁菊浸提液添加量取（1）中较好结果，在抗坏血酸添加量0.02 g/100 mL，蜂蜜添加量8 g/100 mL的条件下，以模糊综合评价得分为指标，考察不同柚子汁添加量（1%、3%、5%、7%、9%）对滁菊饮料感官品质的影响。

（3）蜂蜜添加量的确定

柚子汁添加量取（2）中较好结果，其他条件不变，以模糊综合评价得分为指标，考察不同蜂蜜添加量（6、8、10、12、14 g/100 mL）对滁菊饮料感官品质的影响。

（4）抗坏血酸添加量的确定

蜂蜜添加量取（3）中较好结果，其他条件不变，以模糊综合评价得分为指标，考察不同抗坏血酸添加量（0.00、0.02、0.04、0.06、0.08 g/100 mL）对滁菊饮料感官品质的影响。

1．3．4 滁菊饮料配方正交试验

在单因素试验的基础之上，选择滁菊浸提液添加量、柚子汁添加量和蜂蜜添加量3个因素进行正交试验，优化滁菊饮料配方，因素及水平见表2。

2．结果与分析

2．1 ．滁菊饮料配方单因素试验结果

2．1．1．滁菊浸提液添加量

以滁菊浸提液添加量30%的试验为例，交代模糊感官评价结果的计算过程，结果见表3。权重集X与模糊矩阵R合成模糊综合评价结果向量Y，并采用秩加权平均原则获得评价结果Z值。

表2 正交因素水平表

Tab. 2 factors and levels of the orthogonal design of Chuzhou chrysanthemum beverage

表3 滁菊饮料品评结果

Tab. 3 the evaluation results of Chuzhou chrysanthemum beverage

因素集评价集 好 V1较好 V2一般 V3差 V4 色泽U10118 滋味U20127 香气U30118 体态U40280

表4 滁菊浸提液添加量对其饮料品质的影响

Tab. 4 effect of the amount of Chuzhou chrysanthemum extraction on the quality of Chuzhou chrysanthemum beverage

表5 柚子汁添加量对滁菊饮料品质的影响

Tab. 5 effect of the addition of grapefruit juice on the quality of Chuzhou chrysanthemum beverage

滁菊饮料的模糊综合评价结果Z值（表4）随滁菊液添加量的增加，先减少后增加。当添加量为30%时，Z值为3.63接近4，说明饮料感官等级接近“差”，可能是添加量过少导致饮料色泽较淡、滁菊风味不明显。而添加量为70%时，饮料感官等级接近“一般”，可能是因为添加过多，掩盖了柚子汁的特征风味，使得风味不协调。当滁菊浸提液添加量为50%和60%时，饮料感官等级均接近“好”，前者Z值为1.26，更接近等级“好”。从节省原材料、节约成本角度考虑，选择添加量50%进行后续试验。

2．1．2．柚子汁添加量

柚子汁添加量对滁菊饮料品质的影响见表5。由表5可知，滁菊饮料的模糊综合评价结果Z值随柚子汁添加量的增加，先减少后增加，且在柚子汁添加量为5%时达到最小值1.28，即滁菊饮料感官等级最接近“好”。柚子汁添加量较小时，可能是因为柚子与滁菊香味不协调、特征滋味不明显，导致整体的感官品质不佳。而柚子汁添加量越大，滁菊感官等级越接近“差”，可能是由于柚子汁过多使得色泽暗淡、澄清度较差、酸甜比异常。

2．1．3．蜂蜜添加量

蜂蜜添加量对滁菊饮料品质的影响见表6。由表6可知，当蜂蜜添加量由6 g/100 mL增加到10 g/100 mL时，滁菊饮料模糊综合评价Z值逐渐减小，即滁菊饮料的感官等级逐渐提高。当蜂蜜添加量继续增加时，滁菊饮料模糊综合评价Z值逐渐增加，即滁菊饮料的感官等级逐渐降低。这可能是因为蜂蜜添加量过少或过多，都会导致糖酸比不适宜，影响饮料口感。

2．1．4．抗坏血酸添加量

抗坏血酸添加量对滁菊饮料品质的影响见表7。由表知，当不添加抗坏血酸时，滁菊饮料的感官等级接近于“较好”。当添加抗坏血酸时，滁菊饮料的感官等级随添加量的增加变化幅度不大，都是接近等级“好”。这可能是因为适量添加抗坏血酸有利于饮料形成爽口、协调的酸味，有助于提高饮料的整体品质。

2．2．滁菊饮料配方正交试验结果

在单因素试验确定抗坏血酸添加量为0.04 g/100 mL的前提下，依据正交试验方案设计优化滁菊饮料配方，结果见表8。方差分析见表9。

由表8和表9可知，各因素对滁菊饮料模糊综合评价结果Z值影响的主次顺序为：滁菊浸提液添加量（A）>柚子汁添加量（B）>蜂蜜添加量（C）。其中滁菊浸提液添加量、柚子汁添加量对Z值的影响均显著，蜂蜜添加量对Z值有一定影响，Z值越接近1，滁菊饮料配方品质越好。根据Kj值大小选择最佳组合为A2B2C3。直观分析最优组也为A2B2C3。直观分析与方差分析的结果一致。因此，滁菊饮料的最优配方为：滁菊浸提液添加量55%，柚子汁添加量4%，蜂蜜添加量11 g/100 mL。

表6 蜂蜜添加量对滁菊饮料品质的影响

Tab. 6 effect of honey dosage on the quality of Chuzhou chrysanthemum beverage

蜂蜜添加量(g/100 mL)68101214 Z值2.522.211.231.723.04

表7 抗坏血酸添加量对滁菊饮料品质的影响

Tab. 7 effect of grapefruit juice dosage on the quality of Chuzhou chrysanthemum beverage

抗坏血酸/(g/100 mL)0.000.020.040.060.08 Z值1.511.391.261.401.45

表8 滁菊饮料正交试验方案及结果

Tab. 8 the design and results of orthogonal experiments of the beverage

试验号因素Z值 ABCe 111112.29 212221.94 313332.32 421231.65 522311.10 623121.93 731322.15 832132.26 933212.56 K16.556.096.485.95 K24.685.306.156.02 K36.976.815.576.23 极差R2.291.510.910.28

表9 滁菊饮料方差分析表

Tab. 9 the variance analysis of Chuzhou chrysanthemum beverage

因素SS自由度fMSF值显著性 A0.99120.49570.71* B0.38020.19027.14* C0.14120.07010.00 e0.01420.007 总和1.538

注：F0.01(2,2)=99.0，F0.05(2,2)=19.00，*表示显著。

3．结论

通过模糊感官评价法结合正交试验，优化获得滁菊饮料的配方为：滁菊浸提液添加量55%，柚子汁添加量4%，蜂蜜添加量11 g/100 mL，抗坏血酸添加量0.04 g/100 mL。该滁菊饮料色泽淡黄、清亮，酸甜爽口，滋味纯正，香味协调，澄清透明，无杂质，无沉淀。模糊综合评价结果在等级“好”与“较好”之间，偏向于“好”的倾向性较大。

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Optimization of Formula of Chuzhou Chrysanthemum Beverage by Fuzzy Comprehensive Evaluation

DAI Yuanyuan1, WU Xuefeng2, YU Zhenyu2, MENG Fei1, XIAO Lufei1

( 1. Chuzhou Vocational And Technical College, Chuzhou 239000, Anhui, China; 2. Key Laboratory for Agriculture Processing Product of Anhui Province, Heifei University of Technology, Heifei 230009, Anhui, China )

Fuzzy comprehensive evaluation method was adopted to measure the quality of Chuzhou chrysanthemum beverage. One-factor-at-a-time experiments and orthogonal-test were used to optimize the formula of Chuzhou chrysanthemum beverage. The optimal formula were established as follows: the amount of Chuzhou chrysanthemum leach liquor, 55%; the amount of grapefruit juice, 4%; honey dosage, 11 g/100 mL; ascorbic acid dosage, 0.04 g/100 mL. The results can be helpful for the variety of Chuzhou chrysanthemum drinks, and also can provide reference for the development of the beverage.

Chuzhou chrysanthemum beverage, grapefruit juice, fuzzy comprehensive evaluation

TS275.4

A

1673-9639 (2018) 09-0006-05

2018-04-29

戴缘缘（1991-），女，安徽宿州，助教，硕士，研究方向：食品资源综合利用。

（责任编辑 杨凯旭）（责任校对 谢 勇）